智能驾驶的分级标准与技术体系分析

智能驾驶的分级标准与技术体系分析智能驾驶的分级标准与技术体系目前，世界各国对驾驶自动化技术理解和分类基本一致，中国《汽车驾驶自动化分级》（GB/T40429-2021）将驾驶自动化分为L0~L5五级。L0级别系统仅提供预警类功能，车辆控制完全由驾驶员掌控，因此不属于辅助驾驶或自动驾驶范围。L1~L2级别系统可接管少部分的、不连续的车辆控制任务，属于辅助驾驶范围。而L3~L5级别系统可以在激活后的一定情况下执行连续性的驾驶任务，因此属于自动驾驶范围。L0级别的预警功能和L1、L2级别的辅助驾驶功能作为转向自动驾驶的过渡产品，以主动安全功能为主，是汽车自动化、智能化的初级阶段，需要驾驶员随时准备接管，目前在市场中处于快速普及期，同时展现出从高端车型向中低端车型不断渗透的特点。L4级别功能在特殊场景、特殊条件下可体现在特定场景和路段的自动驾驶，如自主代客泊车功能等。L5级别自动驾驶则不区分具体功能和产品形态，可完成在全速、全域、全场景下的完全无人驾驶，尚需要法规、伦理、技术方面的配合才可实现。在技术体系方面，智能驾驶系统按照功能架构可以进一步划分感知层、决策层、执行层：感知层负责实现车辆对环境感知的功能，解决我在哪的问题。智能驾驶车辆通过各类传感器，如摄像头、毫米波雷达、超声波传感器、激光雷达等获取车辆周边信息，产生图片数据、视频数据、点云图像、电磁波等信息为后续综合决策提供数据支出，智能驾驶系统去除无效信息后利用不同类型数据形成冗余的同时提升感知精度。对于不同级别智能驾驶汽车和驾驶任务而言，所需的传感器类型和性能也有所区别。因此在量产车辆当中，感知传感器及方案的配置需要以需求为导向，有针对性地选择合适的传感器和感知方案的组合，实现功能、效用和成本之间的最优解。决策层基于环境感知的结果进行数据融合和分析，判断应当执行操作并制定相应的轨迹规划方案，解决要去哪的问题。决策层依据获取的信息进行决策判断，选择适合的工作模型，制定相应的控制策略，替代人类做出驾驶行为。同时这部分功能也具有预测任务，例如在车道保持、车道偏离预警、车距保持，障碍物警告等系统中，需要预测本车与其他车辆、车道、行人等在未来一段时间内的状态。执行层接收决策层数据，通过驱动、制动、转向等达成车辆的横向及纵向控制，使汽车精准地按照决策规划实现有效的避让、减速、车距保持、转向等动作，解决怎么去的问题。控制执行技术主要分为车辆的横向控制和纵向控制两大部分。横向控制即转向控制，保证汽车在规划的路线上正常行驶，在不同车速、路况条件下保证转弯的有效性和乘坐舒适度。纵向控制可以对危险情况做出紧急处理，最大程度上避免交通事故的发生；还可以在安全的前提下缩短与前车的距离，提高交通运行效率。智能汽车行业市场规模及未来发展趋势汽车智能化是一项十分复杂的系统工程，需要智能汽车、智能交通、智慧城市的协同创新。有机构预测，到2030年，芯片将占高端汽车物料成本的20%以上，软件成本占整车成本的比例，则将从目前的15%跃升至60%。随着智能网联技术的快速发展，与各类互联网行业巨头的涌入，智能汽车领域正成为新一轮科技革命和产业革命的战略高地，全球智能汽车市场规模迅速扩张。智能汽车是指通过搭载先进传感器等装置，运用人工智能等新技术，具有自动驾驶功能，逐步成为智能移动空间和应用终端的新一代汽车。智能汽车通常又称为智能网联汽车、自动驾驶汽车等。智能汽车是汽车产业的变革性技术，已引起世界各国的激烈角逐，中国发展智能汽车也已形成共识。顶层规划以及产业政策日趋完善，技术研发逐渐进入商业化创新阶段。如果说新能源汽车是汽车产业变革的上半场，那么下半场就是智能汽车。智能化、电动化正在重新定义汽车，当汽车从功能产品转向智能移动终端，芯片和操作系统，一硬一软成为产业竞争的两大制高点。数据显示，我国乘用车新车市场智能化需求快速增长，今年上半年，具备L2级智能驾驶功能的车型已经占新车销售的30%以上。在智能化快速普及阶段，我国汽车操作系统供应链可能是比芯片更需要迫切解决的问题。智能汽车行业发展分析中国电动汽车百人会理事长陈清泰说，智能汽车的价值链、供应链正在加速重构，未来汽车对传统汽车的颠覆性，使传统零部件体系的50%以上都面临重构。汽车智能化是一项十分复杂的系统工程，需要智能汽车、智能交通、智慧城市的协同创新。有机构预测，到2030年，芯片将占高端汽车物料成本的20%以上，软件成本占整车成本的比例，则将从目前的15%跃升至60%。《扩大内需战略规划纲要（2022-2035年）》明确指出，要释放出行消费潜力。优化城市交通网络布局，大力发展智慧交通。推进汽车电动化、网联化、智能化，加强汽车停车场、充电桩、换电站、加氢站等配套设施建设。强调要加快建设信息基础设施和融合基础设施，加快物联网、工业互联网、卫星互联网、千兆光网建设，推动5G、人工智能、大数据等技术与交通物流、公共服务等深度融合，积极稳妥发展车联网。智能汽车的发展离不开大数据、车联网技术的发展。《车联网知识产权白皮书》数据显示，我国已成为车联网最大专利产出国。相关研究机构数据显示，2017-2020年我国车联网年均复合增长率为29．95%，预测2022年车联网市场规模达2771亿元。伴随着车联网技术的提升与市场规模的扩大，给智能汽车行业发展提供了强有力的信息基础支持。智能汽车未来发展趋势近年来国家不断提升对智能汽车的重视程度，通过下发一系列的政策文件促进行业发展。其中，2020年2月，发改委等多个部门联合下发《智能汽车创新发展战略》，指出智能汽车已经成为全球汽车产业发展的战略方向，发展智能汽车对我国具有重要的战略意义，到2025年，我国标准智能汽车的技术创新、产业生态、基础设施、法规标准、产品监督和网络安全体系基本形成。如何按照车路协同的思路对道路基础设施进行智能化改造，如何建立面向智能汽车的数据监管系统，怎样打破部门分割、形成高效协同的推进体制，都是当前非常迫切需要推进的任务。智能汽车行业发展前景智能汽车的技术进步将逐渐开启交通运输业的新趋势，智能汽车将其传感器所接收的数据进行处理后对汽车进行精确控制，使之能够有效降低酒驾、超速等违法违章导致的交通问题，提升出行的便捷，实现智能交通。随着人工智能技术的发展，智能汽车也能有效帮助现有运输业实现封闭路段下的自动港口、智能货运等革新。由于智能汽车是技术密集型产品，其涉及到通讯设备、传感器、计算机处理器、人工智能、新材料等诸多高新技术产业，其研发投入大、技术门槛高、市场潜力大的特点，也会使大量风险投资涌入该行业，使得智能汽车快速发展的同时，也可能出现行业并未形成一个统一标准的现象。但是，随着智能汽车的进一步发展，各种法律法规以及行业规范也将会逐渐跟上其发展速度。目前，智能汽车的发展空间越来越大，据国家发改委数据显示，在2025年中国智能汽车有望达到2800万辆，渗透率达到82%，这也意味着中国智能汽车的前景极为广阔。智能汽车能够合理规划道路路线，调整驾驶模式节省能源，这也能加快推动2030年的碳中和目标。智能汽车渗透率快速提升，中国智能汽车市场潜力巨大。随着关键零部件成本将持续下探，叠加产业环境成熟和科技不断进步，预计到2025年，中国L2及以上智能汽车销量破千万辆，对应智能汽车渗透率达49．3%。随着国家政策的大力支持，智能汽车领域技术的不断进步，2016年起，我国智能汽车行业市场规模保持稳定上升态势。2020年我国智能汽车行业市场规模增至735亿元，相比2019年上升21．89%。智能座舱市场规模预计2025年破千亿。根据数据，2022年全球智能座舱行业市场规模有望达461亿美元。中国作为全球最具发展潜力的汽车市场，2019年智能座舱市场规模达441亿元，预计2025年达1030亿元。中国智能汽车行业市场规模近年来，随着智能汽车技术的发展，中国智能汽车行业的市场规模不断扩大，未来的发展趋势也十分乐观。市场规模不断扩大：根据国家统计局的数据，中国智能汽车行业的市场规模在近几年里以每年20%左右的速度不断扩大，到2020年预计会达到4500亿元。技术更新更快：由于技术不断发展，智能汽车行业的技术更新更快，以满足市场需求。政策支持更加积极：政府现在正在积极支持智能汽车行业的发展，出台了一系列的补贴政策，进一步推动了智能汽车行业的发展。消费者购买意愿增加：随着智能汽车行业的发展，消费者也越来越愿意购买智能汽车，这也是智能汽车行业未来发展的重要因素。智能汽车行业将更加受到消费者的青睐，未来的发展趋势将是非常乐观的，将为带来更多的便利和安全性。推进智能汽车行业的发展，除了政府和企业的努力外，消费者也应树立正确的消费观念，尊重智能汽车技术，从而推动智能汽车行业的可持续发展。提高智能汽车技术，需要消费者拥抱技术进步，积极探索新技术，积极推动智能汽车行业的发展。同时，消费者也应遵守智能汽车安全操作规范，提高交通安全意识，营造安全、文明的智能汽车使用环境。消费者还应积极参与智能汽车行业的研发，提出有效改进意见，以求得更好的发展。智能驾驶带动前装千亿市场空间根据高工智能汽车数据，2021年，我国前装ADAS标配新车上险量为807．89万辆，渗透率30．78%，同比增长29．51%，显示行业正处在高速发展期。L2标配新车上险量为395．62万辆，同比增长77．65%，其中L2+标配新车全年上险量为169．45万辆，未来L2及L2+的渗透率将有望继续提升。当前ADAS标准配置主要集中在合资车企车型上，但长城及吉利汽车的配置量已经进入前十。合资车企车辆平均售价较高，而标准配置ADAS系统需要额外的成本，随着我国自主供应商的配套能力提升以及自主品牌销售单价的增长，未来自主品牌的配载量有望继续增加。1VxR方案目前是市场主流配置方案，其2021年全年配置量超过550万套。高工智能汽车研究院监测数据显示，2021年度中国市场（不含进出口）15万元及以下新车上险量达到1120．11万辆，占全部新车比重超50%，同比保持小幅增长。而在ADAS（L0-L2）部分，这个价格区间的前装搭载率仅为19．73%，低于市场平均水平。L2级智能驾驶辅助系统功能，包括ACC、AEB、LKA、TJA、TSR、LDW、IHBC、ELK、ESS等。价格区间是自主品牌销售的主力价格区间，对成本方面有较高的要求，同时L2级及以下智能驾驶的功能相对标准化，L2级智能驾驶未来仍主要依靠供应商供应，而其高性价比方案将是能否大规模量产的关键。同时，在搭载TJA/HWA功能的厂商我国自主品牌厂商排名显著提升，展示出了国内厂商对于功能更全面的智能驾驶投入力度较大。2020年，我国前视ADAS系统供应商海外零部件巨头占据90%以上的市场份额，其中经纬恒润2020年以17．8万辆的装车量位列第8位，是前十名供应商中唯一的本土企业。但在自主品牌中，经纬恒润以及我国的厂商的市占率大幅增多。我国近年来智能驾驶供应商的能力有所提升，以经纬恒润、德赛西威为代表，能够看到其业务发展进展较快，获取了较多的项目，但目前绝大多数的智能驾驶供应商还处在一级市场。对于一些新的传统部件，主机厂出于对技术的掌握、对技术选择的灵活性、对成本更精确的把控以及更快的研发进度会在初期自研，而后逐渐交由供应商来供应。但在智能汽车行业大变局下，智能驾驶是车厂技术研发的核心点。随着硬件平台化，在软件标准API接口等的支持下，智能驾驶技术软硬分离的趋势显现。L2级及以下的智能驾驶方案相对标准，车厂对成本要求较高，未来供应商或为供应主力。而L2+级智能驾驶算法涉及到车厂未来向高阶智能驾驶升级及商业模式的变革，因此车厂有自研趋势。在软件算法中感知及决策规划算法最为核心，其中又以视觉感知及多传感器融合算法在技术上最具有挑战性，目前国内厂商在此领域还需要继续保持研发投入。各家厂商都制定了较为明确的高算力自动驾驶AI芯片的技术路线图，未来将会不断的进入量产状态。芯片的AI算力将能够得到极大的提升。以华为、地平线、零跑为代表的国内厂商不断的推出车规级AI计算芯片产品，在芯片算力、能效比方面逐渐比肩进口芯片。在当前市场，Mobileye芯片已经实现1亿颗的EyeQ芯片出货，2021年其出货达2810万个，市场占